모선 Coupling 방식의 보호 알고리즘
1. 이중모선 계통운전 방법
이중모선(Double busbar)의 운전은 2개의 모선을 독립적으로 운전하는 경우와 2개의 모선을 연결하여(Bus Coupling) 운전하는 경우로 구분할 수 있습니다. 이러한 운영 방식은 전력 시스템의 신뢰성을 높이고, 유지보수 시에도 유연성을 제공합니다.
1.1. 독립적인 모선 운전은 각각의 모선이 개별적으로 운영되므로 한쪽 모선에서 고장이 발생하더라도 건전한 다른 모선의 운영에 영향을 주지 않습니다.
1.2. 2개의 모선을 연결(Bus Tie)하여 운전하는 경우는 더 높은 전력 용량을 수용할 수 있는 장점이 있습니다.
이 챕터에서는 2개의 모선을 연결하여 운전하는 방법이 2개의 경우로 구분되며, 이 조건에서 모선 보호계전기가 연산하는 방법과 그 결과에 대해 알아볼려고 합니다.
첫 번째, 운전 방안은 차단기에 의한 모선 Coupling 운전입니다.
두 번째, 운전 방안은 양 모선에 연결된 Disconnector(이하 DS)에 의한 모선 Coupling 운전입니다.
각 방법에서의 모선 보호계전기의 기능을 심도 있게 분석하고, 이로 인해 발생할 수 있는 다양한 상황과 이를 관리하기 위한 적절한 대처 방안에 대해서도 논의할 것입니다. 이를 통해 독자들은 두 모선 연결 방식의 중요성과 보호계전기가 전력 시스템의 안정성을 유지하는 데 미치는 영향을 깊이 이해할 수 있을 것입니다.
2. 차단기에 의한 Bus Coupling
위 그림과 같이 Bus Tie의 1번 차단기에 의한 60/65Bus를 Coupling 운전시 모선 보호계전기는 Bus Zone1, Bus Zone 2, 그리고 Check Zone으로 연산합니다. 이러한 연산들은 각각의 전력 계통의 안정성을 확보하고, 사고 발생 시 신속한 차단을 통해 전체 시스템의 안전성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 특히, 모선 보호계전기는 Bus Zone1 및 Bus Zone 2 간의 연결 상태를 지속적으로 모니터링하여, 에러나 비정상적인 상황 발생 시 즉각적인 대응을 가능하게 하며, 이를 통해 전력 공급의 연속성을 보장합니다. 추가적으로, Check Zone은 이상 신호를 감지하고 처리하여 시스템의 장애를 사전에 예방하는 Backup에 기여합니다.
3. DS에 의한 Bus Coupling
사전 Bustie 차단기를 투입해야 2개 모선에 연결된 DS를 동시에 투입할 수 있습니다. 따라서 Bus Tie는 연결된 것으로 그림을 그렸으니, 참고하시기 바랍니다.
위 그림과 같이 첫번째 F/D 2,3번 DS에 의한 60/65Bus를 Coupling 운전시 모선 보호계전기는 Bus Zone1/ Check Zone으로 연산합니다.
이러한 상황에서, DS에 의한 2개의 모선은 1개 모선과 동일함에 따라 Bus Zone2는 연산에서 제외됨을 반드시 인지하기 바랍니다.
4. 고장별 차단기 Trip
위 모선 Coupling 운전에 따른 차단기 Trip 은 아래와 같이 정의됩니다.
4.1. 차단기에 의한 Bus Coupling 조건(위 좌측 그림참조)
가. F1 고장 시 : 60Bus에 연결된 F/D와 BusTie CB 는 Trip.
나. F2 고장 시 : 65Bus에 연결된 F/D와 BusTie CB 는 Trip.
4.2. DS에 의한 Bus Coupling 조건(위 우측 그림참조)
가. F1 고장 시 : 모선이 1개이므로 모든 F/D, Bustie는 Trip.
나. F2 고장 시 : 모선이 1개이므로 모든 F/D, Bustie는 Trip.
5. Two DS “ON”상태 감시
DS에 의한 모선 Coupling 운전은 위에서 설명한 내용을 바탕으로, 모선의 구분 없이 전체 차단기를 Trip 시킴에 따라 이 과정에서 두 개의 DS가 “ON” 되었다는 상태를 인지할 수 있어야 하며, 이를 위해 운영자는 반드시 경보 포인트를 인출해 두어야 합니다. 이 경보 포인트는 운영자가 상황을 즉시 인지할 수 있도록 설계되어야 하며, 이를 통해 시스템의 안전성과 신뢰성을 더욱 높일 수 있습니다. 결론적으로, 이러한 경보 시스템의 설치는 운영자의 판단과 대응의 속도를 높이는 데 필수적입니다.
6. 결론
이중모선에서 2개의 모선의 연결 운전은 Bus Tie의 차단기 또는 F/D의 DS에 의한 Coupling 운전으로 구분됩니다. 이는 각각의 운영 방식이 고유한 알고리즘과 보호 메커니즘을 통해 차별화된다는 점에서 중요합니다.
먼저, Bus Tie 차단기에 의한 운전은 두 개의 모선을 독립적으로 보호하는 알고리즘입니다. 이 시스템은 각 모선의 상태를 개별적으로 모니터링하여, 모선 중 하나에서 문제가 발생했을 경우 즉각적으로 해당 모선만 차단하게 됩니다. 이렇게 함으로써, 한 모선의 문제가 다른 모선에 영향을 미치지 않도록 하여 전체 시스템의 안정성을 확보합니다.
반면에, DS에 의한 Coupling 운전은 두 개의 모선이 아닌 하나의 모선으로 보호하는 알고리즘입니다. 이는 곧 두 모선이 독립적으로 보호될 수 없음을 의미하며, 시스템의 구조적으로 두 모선이 연결되어 있는 경우에만 적용될 수 있습니다. 이러한 Coupling 운전 방식은 특정 상황에서 유용할 수 있지만, 모선의 독립성이 결여되므로 주의가 필요합니다.
이상으로 이중모선의 모선 Coupling 운전에 따른 보호 알고리즘에 대해 많은 도움이 되길 바라겠습니다. 이러한 알고리즘은 시스템의 안정성과 신뢰성을 높이는 데 중요한 역할을 하며, 각종 운영 상황에서의 안전성을 보장합니다. 이를 통해 전력 시스템의 효율성을 극대화하고, 예기치 못한 사고를 방지하는 데 기여할 수 있습니다. 또한, 다양한 기법들이 적용됨으로써 더욱 정교한 보호 체계가 구축될 수 있을 것입니다. 이러한 연구와 기술 발전이 계속되면, 우리는 더욱 안전하고 효율적인 전력망 운영을 기대할 수 있습니다.
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